供热系统热网水力平衡调节分析

供热系统热网水力平衡调节分析摘要：随着社会的不断发展，现代的建筑物之中，集中供热系统开始成为了必不可少一个构成部分，尤其是在北方的城市，建筑物的供热系统甚至成为了基本的配置。然而，从当前来看，热网的水力失衡问题一直以来就是困扰集中供暖效果的一个最为重要的问题，由此导致的输送热量的不合理，容易引起能源的浪费。因此，本文对供热系统热网水力平衡调节进行分析。关键词：供热系统；水力平衡；热网调节供热管网是一个复杂的流体网络系统，它的运行工况受工作条件、环境、时间、制造和施工等多方面的影响。供暖系统通常希望热网系统中的流量能按设计要求在各热用户之间进行合理分配，在用户系统内希望流量能按规定值在各散热设备之间进行正确分配，一般来说不论设计多么细致，在水力计算时也进行了水力平衡工作，但在建成投入运行后总有一些用户的流量达不到要求，流量偏大或偏小，某些用户的室温不符合规定值，室温过高或过低，即所谓冷热不均的热力失调现象，特别是扩建或改建系统施工后，在系统运行初期也不进行重新调整，热力失调现象更为严重。1热网系统水力失调现象产生的原因在热网运行时，用户所需要的流量和热网固有特性之间，存在阻力不平衡的现象，即各个支路，用户环路上的阻力不相等。水力失调产生的根本原因就是这种因各部分阻力不相等而造成的流量不均，从而导致热量不均，即热力失调。客观原因上，水力失调产生的原因也有很多，下面叙述几个方面：1.1热网设计中，管道规格具有离散型，管径、管长、材料的差异及其他方面使管路中介质流动产生的摩擦阻力也参差不齐，如果不经过人为调节，热网中各个用户所在的环路相对就无法达到水力平衡，在热网的设计阶段，通常是以满足最不利点用户最低所需要的资用压头为基准进行下一步设计，这样其他各用户的资用压头就能富余一定程度的量。在上面所说这种情况下，依靠管路自然分配到各个用户，就必然产生水力失调现象。1.2设计及选用设备阶段，循环泵的选型若不匹配管网特性，流量压头多余或者不足，都是工作点偏离设计状态下理想的运行工况，这也是导致水力失调的原因之一。1.3在热网实际使用中，系统用户的增减都会从整体上使管网特性产生变化，网路中用户点的变化，使得新热网的流量分配与原来的情况不符，这时的管网特性需要重新分配流量来解决新产生的水力失调状况。1.4个别热用户偷窃系统供热用水、擅自改动室内管线布置、擅自对室内的散热器加片等情况。这些都将增大管网的阻力系数，加大管路实际流量与理论设计流量的偏差，对供热管网的水力工况产生很大影响。1.5供热管网长期运行中有部分管网附件（阀门）会出现磨损，甚至失灵，供热管网的锈蚀、结垢严重，使管网阻力系数增大。破坏管网原有平衡，供热管网的"跑冒滴漏〃也同样会造成水力的失调。2国内供热管网水力平衡调节的方法2.1温差法利用用户引入口安装压力表温度计，对系统进行初调节。使整个系统首先达到热力稳定。使网路供水温度保持60C以上的某个温度不变化，若热源总回水温度不再变化就可以认为整个系统已达到热力稳定。此时记录下热源的总供水及回水温度和所有回水压力和供、回水温度，然后按照用户的规模大小和温差的偏离程度大小，确定初调节次序。先对规模较大且温差的偏离也较大的热用户进行调节。待第一轮次调节完毕系统稳定运行几小时后，重新记录总供水温差及各用户入口处供回水压力及温度进行下一轮的调节。如此反复进行，直到水力平衡。2.2比例法此法是利用两台便携式超声波流量计，或可测得流量的阀门（如平衡阀新型入口装置）及步话机（用于调节时人员之间的联系）来完成的，比例法的基本原理为如果两条并联管路中的水流量以某比例流动（例如1：2），那么当总流量在+30%范围内变化时，它们之间的流量比仍然保持不变（1：2）。但用比例法调节时相互间不易协调，对操作人员素质要求较高，并需要两台相同的流量计，初投入较大。2.3CCR法由采集数据，计算机计算和现场调整三步构成，是对全系统实行一次调整的方法。CCR法的基本思路是先测出被测管网现状的各管段阻力数S值，再根据所要求的各支路流量计算出各调节阀所相应的开度，最后根据计算结果一次将各调节阀调节到所计算的开度。此方法降低了运行费用，是未来发展的方向。上述方法各有优缺点，综合分析如上各调节方法的优缺点，有研究者提出了一种新的调节方法，此方法具有比例法和CCR法的一些特点，因此，称为综合调节法。3供热系统热网水力平衡调节措施3.1做好集中供热管网系统的设计设计集中供热管网系统过程中，进行集中供热管网系统改造，要强化设计环节，将集中供热管网系统出现水力失调现象列为设计的前提之一。在设计集中供热管网系统的实际操作中，避免忽略传统集中供热管网系统设计中对水力的计算问题，掌握集中供热管网系统的关键信息和全面数据，通过水力计算找出水力失调的原因，积极预防集中供热管网系统的水力失调。在设计集中供热管网系统的具体工作中要优化系统水泵的设置，在集中供热管网系统中添加必要的功能水泵，全面提高集中供热管网系统的经济性，有效预防集中供热管网系统出现的水力失调问题。3.2提高对管网平衡调节认识水力失调是供热管网普遍存在的现象，它的出现造成近端过热，远端过冷的状况，虽然通过系统水力计算解决了部分管网阻力平衡问题，但管网的运行工况十分复杂，不可能在设计阶段完全解决。城市不断发展伴随着规划调整、供热面积增加、热网增容、热负荷变化等对热网系统影响巨大，系统阻力相应随之增加，各点作用点压头不断变动。管网系统会出现由平衡到不平衡过程，形成对管网水力工况重新计算和再调整过程。如果认识不到重新计算和再调整的重要性，必然会降低供热系统的效率，恶化供热质量，同时能耗和运行费用也大幅度增加，特别是供热面积大、管线距离长、分支节点多，用户结构复杂的大型管网就显得更为突出。3.3实施分布式混水加适当调控手段常规供热系统二次网采用换热站内集中设置循环水泵的，若实施分布式混水循环方式可以消除近端压差大远端压差小的弊病，再适当辅以调控手段，则可有效地解决水力失调问题。该方式在解决水力失调的同时还节约了电耗。换热站集中循环系统造成近端热用户压差过大，以至于不得不加装流量调节装置进行限流，造成大量电能的无谓浪费。采用分布式混水泵系统，会造成上述电能的浪费，而且大力降低主循环泵配套电机功率，从而在最小的耗电功率的条件下达到合理供热量的输送，因此分布式混水技术备受青睐。3.4加大施工监督管理力度实行工程质量终身责任制，加强对施工过程的监督管理，严格按设计图纸施工。对需变更设计的一定要经设计人员确认后，方可按照设计变更单的要求更改。结束语：总的来说，供暖系统热力平衡工作是一项细致而复杂的工作，而且要反复多次进行，需要花费很多时间，所以应该组织专人进行。同时要提高热水网路的水力平衡性，这样就使得供暖系统能够正常运行，保证热用户正常的工作和生活。参考文献：供热系统热网水力平衡调节浅析[J].刘凤玲，赵新宇.应用能源技术.2014（